中国蔷薇属植物物种丰富度分布格局及其与环境因子的关系

物种丰富度的大尺度地理格局及其成因是宏观生态学及生物地理学的中心议题之一。蔷薇属(Rosa L.)植物具有很高的经济价值和生态价值,探讨中国蔷薇属植物的丰富度分布格局及其影响因素可为该属植物资源的保护和合理开发利用乃至其系统进化研究提供重要依据。基于蔷薇属植物在中国的15451条分布数据和11种地理、气候等环境因子进行了物种丰富度分析和相关性分析,研究结果显示:(1)蔷薇属植物在中国分布不均匀。在水平方向上,蔷薇属植物于26.19°—34.29°N带内有较高的物种丰富度,之后随着纬度的增加而降低,且随着经度的增加表现为先增加后减少,于99.10°—108.47°E间存在明显的峰值;在垂直方向上,蔷薇属植物的物种丰富度随海拔的增加表现为先增加后减少,956.46—3518.60m范围内的丰富度最高。西南横断山区为蔷薇属物种分布的中心地区,新疆北部及东北长白山周边地区为局部聚集区。(2)蔷薇属物种丰富度与各能量、水分和生境异质性因子均呈正相关关系,与气候稳定性因子呈负相关关系。表明中国蔷薇属植物在水分和热量条件好、气候季节性变化小且生境异质性程度高的地方,有着更高的物种丰富度。(3)蔷薇属...     

番茄潜叶蛾卵黄原蛋白受体基因TaVgR在生殖发育调控中的作用

【目的】本研究旨在明确卵黄原蛋白受体(vitellogenin receptor, VgR)在番茄潜叶蛾Tutaabsoluta生殖发育过程中的功能,为潜叶类害虫的绿色防控提供候选靶标。【方法】基于番茄潜叶蛾转录组数据,采用RT-PCR扩增TaVgR基因cDNA全序列,并进行生物信息分析;通过RT-qPCR分析TaVgR在番茄潜叶蛾不同发育阶段(1-4龄幼虫、1-7日龄雌蛹和雌成虫)和雌成虫不同组织(头、体壁、前肠、中肠、后肠、卵巢、脂肪体和马氏管)中的表达模式;进一步利用RNAi抑制番茄潜叶蛾雌蛹体内TaVgR的表达,并观测沉默TaVgR基因后番茄潜叶蛾卵巢发育及繁殖力的变化。【结果】克隆获得番茄潜叶蛾TaVgRcDNA(GenBank登录号: MZ682118)序列,其开放阅读框序列长5 496 bp,编码1 831个氨基酸,推测的蛋白分子量约为206 kD,等电点为5.17,信号肽包含N-端前18个氨基酸残基,并具有典型LDLR家族蛋白保守功能域。RT-qPCR结果显示,TaVgR转录水平随着番茄潜叶蛾龄期的增加逐渐上升,雌成虫羽化后达到最高水平;TaVgR在番茄潜叶蛾雌成虫的卵巢中表达量最高。TaVgR RNAi对初期雌蛹中TaVgR的表达抑制率为62.04%~72.55%,导致卵黄蛋白在卵巢中的沉积受阻,卵巢管和卵粒长度缩短,成虫10日单雌总产卵量及后代卵孵化率降低,最终引起番茄潜叶蛾繁殖力下降。【结论】TaVgR基因在番茄潜叶蛾雌成虫和卵巢中高表达,且沉默该基因严重阻碍其卵巢发育和降低繁殖力。本研究为开发以VgR基因作为靶标的鳞翅目害虫防治新技术奠定了理论基础。     

贵州高原红枫湖水库浮游植物功能分组及其时空分布特征

为了解贵州高原水源红枫湖水库的浮游植物功能类群及其时空分布特征,于2012年至2013年枯水期(11月)、平水期(4月)、丰水期(7月)对红枫湖浮游植物与水体进行分层采样分析。研究结果表明,水库浮游植物可分为25个功能群,其中S1、F、J、B、D、S2、Y、LM是红枫湖主要代表性功能群,而W1、A、W2、K、X3出现频率较低,主要功能群生境特征都适应于中富营养水体,S1适应于透明度较低、混合程度较高的中富营养水体,F适应于深层混合的中至富营养湖泊,J适应于混合的高富营养浅水水体,B对分层敏感适应于中营养水体;各采样点主要浮游植物功能群季节变化大体相同,枯水期、平水期各采样点功能群较少,丰水期功能群最为丰富;水温是影响红枫湖浮游植物功能类群分布变化的主要因子;浮游植物生长策略变化规律为:枯水期CR/R/S策略藻种→平水期R/CR/CS策略藻种→丰水期R/CR/CRS/C策略藻种,水体浮游植物优势功能群在物质供给、能量输入均较理想的条件下能充分生长,随着能量限制程度的增加而较其他类群更具耐受性;通过浮游植物功能群与水体环境相互关系可以得出:红枫湖水体处于中富营养状态。     

花椒(Zanthoxylum bungeamun)种植对喀斯特山区土壤水稳性团聚体分布及有机碳周转的影响

以贵州西南部喀斯特山区35年生和14年生花椒林为研究对象,并以未退耕旱地为对照,研究表层土壤(0~20 cm)水稳性团聚体分布及有机碳矿化特征,探讨土壤有机碳周转对不同花椒种植年限的响应。结果表明:随团聚体粒径的降低,两种年龄花椒林土壤水稳性团聚体含量呈现先增加后减少的倒"V"形分布,土壤水稳性团聚体分布主要出现在5~2、2~1和1~0.5 mm 3个粒级中;与旱地相比,花椒种植明显增加了全土和团聚体中有机碳和活性有机碳含量,并以14年生花椒林较高,而35年生花椒林存在较明显的衰减;随花椒种植年限的增加,土壤有机碳矿化累积量呈递减趋势,但土壤有机碳周转半衰期以14年生花椒林较长,显著高于旱地和35年生花椒林,表明14年生花椒林土壤有机碳更易累积,表现出较好的土壤碳固存能力;喀斯特山区种植花椒后,土壤有机碳存在"汇-源"的转换过程,因此花椒种植应注重长期维护管理,防止土壤质量的衰退。     

苔藓植物对贵州丹寨汞矿区汞污染的生态监测

采用野外生态学系统取样方法和室内理化分析方法相结合,分别从苔藓植物地球化学特征、物种丰富度、群落类型、群落的结构等生物学特征上,探讨苔藓植物对丹寨汞矿区汞污染的生态监测。丹寨汞矿区苔藓植物共20个科,34属85种;真藓科和丛藓科占优势。在汞污染程度不同的4种生境梯度中,汞含量均超出国家土壤环境质量三级土标准的10倍以上。各研究生境梯度真藓(Bryum argenteum),丛生真藓(Bryum caespiticium)和狭叶小羽藓(Haplocladium angustifolium)体内的汞含量与其生境基质(土壤)的汞含量在P＜0.01水平上呈显著的正相关;且信度系数R均大于0.9,表明被测苔藓植物在地球化学特征上具有监测环境汞污染的生态功能。物种丰富度特征方面,汞污染严重区域物种丰富度较低;而污染程度相对较轻区域物种丰富度则较大;表明了该区苔藓植物丰富度总体上可以作为环境中汞污染的监测指标之一。群落学特征方面,群落类型丰富度在汞污染较重的区域丰富度较低;而苔藓植物群落结构方面,在汞污染较重区域过渡到汞污染相对较轻区域,纯群落数在逐渐减少,但3种及3种以上组成的群落数却有所增加。表现了苔藓群落结构组成越简单则该区汞污染较严重,苔藓植物结构组成越复杂则该区的汞污染程度相对较轻。这说明了苔藓植物群落特征也较适合作为汞矿区生态监测的指标。在汞污染区过渡到相对清洁区的污染过渡带,苔藓物种多样性和群落类型趋于多样化,产生了较明显群落边缘效应。     

河流输送硅通量降低的机制及生态效应

从筑坝成库、硅藻吸收和固定、渔业发展、水体富营养化、水文结构变化几方面对河流输送硅通量降低的影响机制进行了归纳分析,综述了河流输送硅通量降低对河流、河口和近海产生的生态效应。研究表明,河流输送硅通量降低对硅的地球化学循环平衡产生了巨大影响,并造成了一系列的生态变迁。其中,硅藻是河流输送硅通量降低的主要因素,大量繁殖的硅藻将水库水体溶解性硅(DSi)吸收后转化成自身的生物硅(BSi),死亡后沉积到水库底部贮存起来,导致下游河流和海洋缺乏DSi,从而产生对人类具有重大影响的生态效应。     

喀斯特重度石漠化地区苔藓植物优势种的种间关联性研究

苔藓植物在喀斯特生态结构中占据着极其重要的地位, 在维系生态系统生态多样性方面发挥着重要的生态功能。以贵州典型喀斯特地区-贵阳市花溪区为研究对象, 对苔藓植物的物种分布特征进行了调查, 并运用X2 检验,Pearson 相关系数检验, Spearman 秩相关系数检验和主成分分析(PCA)进行分析, 研究结果表明: 本地区共有苔藓植物5科11 属30 种; 通过对14 种优势苔藓植物的关联性分析, 发现苔藓植物物种间总体上呈显著的负联结性, 说明该苔藓群落正处于演替的初级阶段; 正负关联比(小于1)说明苔藓植物生态位分离; 根据PCA 分析结果, 划分2 个生态种组, 分别是分布于背阴岩壁和分布于向阳岩面的苔藓植物。     

青藏高原东缘两处高山树线交错带时空动态及其建群种的生态学特征

热量匮乏是高山树线的主要成因, 在全球变暖趋势下对高山树线及其建群种的生态学过程及特征的研究具有重要意义。该文以青藏高原东缘的折多山和剪子弯山两处高山树线(海拔分别为4 265 m和4 425 m)作为研究对象, 通过设置垂直样带, 同时结合区域温度、降水的长时间序列分析, 探究两处树线的时空动态过程, 并明确了建群种冷杉(Abies spp.)的生态学特征。结果表明: 1)折多山和剪子弯山区域的气温在过去58年均存在显著的上升趋势(分别上升了0.72和0.91 ℃), 而折多山和剪子弯山区域降水均存在微弱的降低趋势。2)折多山的峨眉冷杉(A. fabri)龄级结构呈反J形, 剪子弯山的鳞皮冷杉(A. squamata)龄级结构呈双峰形, 二者种群结构均相对稳定。3)在小尺度上, 种子扩散限制使得两处树线的冷杉聚集分布。在大尺度上, 折多山峨眉冷杉亦呈聚集分布, 而剪子弯山鳞皮冷杉受生长环境以及种内或种间关系的影响呈随机分布。4)两处样地建群树种的树高和基径均随海拔升高而降低, 位于树线交错带上部的冷杉均呈现树高生长大于径向生长的异速生长关系, 而位于样地中、下部位的冷杉大部分呈等速生长关系。5)相比10年前, 折多山和剪子弯山的树线及树种线位置均无明显变化, 剪子弯山鳞皮冷杉种群的树木密度亦无明显变化, 而折多山的树木个体数提高了约25%; 相比20年前, 折多山和剪子弯山的树种线分别上移了50和30 m, 树线位置分别升高了75和40 m, 树木个体数亦明显增加, 分别提高了约220%和100%。树线及其建群种在较大时空尺度上主要受热量的控制, 而在较小时空尺度上受温度及生长环境共同作用的影响。     

喀斯特白云岩石漠化区域不同生境条件下苔藓植物群落特征及演替模式研究

2015 年10 月-2016 年4 月以喀斯特石漠化区域不同生境条件的苔藓植物为研究对象, 采用“样方法”、PCA排序等研究群落特征及演替模式。经鉴定苔藓群落的物种组成有11 科30 属82 种。苔藓群落共99 个, 其中纯群落占16.2%, 各生境条件苔藓群落种类丰富度与多样性为裸露白云岩＜灌草丛＜藤刺灌木丛＜针阔混交林。矮丛集型、高丛集型在各生境条件中均有出现, 除藤刺灌木丛以外交织型的比例逐渐增加。建群种演替规律为: 尖叶扭口藓→长尖扭口藓→北地扭口藓, 但在各生境条件群落的构成模式出现差异。总之, 生境条件与苔藓群落特征密切相关, 各生境相同的种类随着生境条件改善逐渐减少, 相似性降低, 分化出以优势种占据的群落增加, 多种优势种将趋于平均分配生态空间, 形成以多种苔藓为优势种少量伴生种的群落模式。     

喀斯特山区粗裂地钱风兜亚种冬季芽胞杯的形态多样性特征及芽胞传播观察

芽胞杯是地钱属特有的无性繁殖器官,关于其冬季形态特征及繁殖传播的行为研究较少。现以贵州喀斯特山区常见的粗裂地钱风兜亚种（Marchantia paleacea subsp.diptera）为代表,在最冷的冬季1月份,对其芽胞杯、杯内芽胞产量及传播方式进行野外定点观察和采样分析。结果显示：（1）冬季芽胞杯形态多样。根据其颜色和杯内芽胞特点将其划分为4个生长时期：未成熟期（透明）、成熟期（绿色）、衰退期（紫色）和衰亡期（紫黑色）,反映了冬季芽胞杯生长发育的不同阶段。（2）各生长时期的芽胞杯数量不同,表现出有序的凋亡特征。在统计的708个芽胞杯中,4个时期芽胞杯数量分别为62、209、254和183个,且不同时期的芽胞杯内芽胞的平均产量明显不同,不同时期单杯芽胞的平均产量分别为42、131、87和0 个;（3）冬季芽胞杯及芽胞在配子体上的密度较高,每平方米分别达到10 139和754 889个;（4）除春夏季常见的被雨滴敲打传播外,通过重力作用传播是冬季芽胞的一种重要传播方式。冬季粗裂地钱风兜亚种配子体上的芽胞杯处在不同的生长时期,形成的芽胞仍十分丰富,这对该物种适应喀斯特山区最冷月严苛环境条件具有积极的意义。